Двойные колонковые трубы «Донбасс НИЛ»

<8 9 101112 13 14 >

Предназначены для бурения угольных месторождений в породах II - VI категорий по буримости. Данные трубы имеют на наружной колонковой трубе коронку, а на внутренней керноприемной трубе штамп. При бурении по мягким углям или слоям II - IV категории штамп за счет тарельчатых пружин опережает наружную коронку на 2 - 3 мм и " штампует" керн. При переходе в твердые угли или породы под действием реакции со стороны забоя тарельчатые пружины сжимаются и керн обрабатывается коронкой.

Заклинка керна в трубах Донбасс НИЛ осуществляется за счет увеличения осевой нагрузки на невращающийся снаряд перед его подъемом. При этом керн в нижней части деформируется и расклинивается на выступе штампа (рис. 15).

Трубы Донбасс НИЛ-I применяются для бурения пластов простого строения, сложенных углем любого петрографического состава.

Трубы Донбасс НИЛ-II используются для бурения угольных пластов сложного строения при повышенном метаморфизме угля и вмещающих пород.

Рис. 15. Двойные колонковые снаряды «Донбасс НИЛ»:

а - «Донбасс НИЛ-I» б - «Донбасс НИЛ-II» в - «Донбасс НИЛ-III»:

1 - переходник; 2 колонковая труба; 3 - упорный подшипник; 4 - тарельчатые пружины; 5 - клапан; 6 - керноприемная труба; 7 - штамп; 8 - наружная коронка; 9 -фрикцион; 10 - верхняя обойма вибратора; 11 - нижняя невращающаяся обойма вибратора

Трубы Донбасс HИЛ-III предназначены для бурения угольных пластов сложного строения при низкой степени метаморфизма.

Режимы бурения трубами «Донбасс НИЛ» диаметром 76 мм следующие:

Осевая нагрузка, в КН:

при бурении по углю.................................................. 4÷6;

при пересечении твердых пропластков..................... 7÷10.

Расход промывочной жидкости, м³/с.............................. (8,3- 11,7)* 10⁴.

Частота вращения, с^-1:

при работе с «Донбасс НИЛ-III»................... 1,7÷2,5;

на вибрационном режиме...................... до 4,5.

Длина керноприемной трубы, м 0,8÷1,5.

7. 3. Бурениес гидротранспортом керна

При бурении поисково-съемочных скважин глубиной до 100 м в породах II - IV категории буримости с пропластками пород VI - VII применяется комплекс технических средств КГК -100. На рис. 16 приведена схема бурения с гидротранспортом керна.

Комплекс обеспечивает непрерывную транспортировку керна на поверхность обратным потоком промывочной жидкости, которая закачивается к забою по межтрубному кольцевому сечению специальной двойной бурильной колонны и возвращается на поверхность по центральному каналу вместе с керном. Выбуренная порода и керн улавливаются ложками керноприемного устройства, смонтированного над передвижной емкостью, которая позволяет создать замкнутую систему циркуляции промывочной жидкости. В качестве промывочной жидкости используется вода. Бурение скважины выполняется без обсадки, так как стенки скважины не подвергаются эрозионному воздействию потока жидкости.

В состав комплекса КГК-100(300) входит самоходная гидрофицированная установка УРБ-2А-2ГК с подвижным вращателем и насосом НБ4-320/63.

Применение непрерывного транспортирования керна позволяет бурить скважину без извлечения из нее снаряда до полного износа коронок, что сокращает время проведения спуско-подъемных операций. В результате значительно повышается производительность по сравнению с другими способами бурения с отбором керна в подобных условиях. Выход керна составляет, как правило, 100%.

Применение комплекса КГК-100 предусмотрено с твердосплавными коронками диаметром 76; 84 и 93 мм.

Коронки диаметром 76 мм применяются для бурения однородных пород,
диаметром 84 - вспучивающихся, неустойчивых пород, диаметром 93 мм - мощ-
ных толщ сыпучих отложений и плывунов.

Рис. 16. Общая схема бурения гидротранспорта керна:

1- коронка; 2 – двойная концентрическая колонна бурильных труб; 3 – внутренняя труба; 4 – сальник; 5 – керноотводящий рукав; 6 – насос; 7 – лотки керноприёмника; 8 – передвижная ёмкость

В табл.24 приведены рекомендуемые параметры режимов бурения в различных горных породах.

Таблица 24

Породы	Категория пород по буримости	Осевая нагрузка, кН	Частота вращения снаряда, с^-1	Подача промывочной жидкости, 10^-3 м³/с	Углубление между расха- жнва-ниями, м	Высота подъема инструмента при рахажи- вании, м
Пески	II	4 - 6	5 - 6	2 - 3	0,1 - 0,5	0,3 - 1
Супеси,суглинки и глины	II - IV	5 - 9	4 - 5	3,3 -5,3	0,5 - 1,5	1 - 1,5
Гравийно- галечниковые отложения	VI	6 - 10	2 - 3	3 - 4,3	0,3 - 1	0,2 - 0,6
Алевролиты, аргиллиты	V-VIII	7 - 12	4 - 5		0,3 - 0,5	0,1 - 0,5
Песчаники, известняки	V-VIII	8 - 16	4 - 5		0,1 - 0,5	0,1 - 0,5
Окремнелые породы	V-VIII	15 - 20	4 - 5		0,05 - 0,1	0,05 - 0,1

7.4 Бурение снарядами со съемными керноприемниками

Способ бурения скважин снарядами со съемными керноприемниками заключается в следующем. На специальных бурильных трубах в скважину опускается колонковый набор со специальной алмазной коронкой. Затем внутрь бурильной колонны опускается керноприемная труба под действием собственного веса и давления промывочной жидкости, нагнетаемой насосом. После посадки керноприемника в колонковую трубу получается двойная колонковая труба.

Углубка скважины ведется как при обычном алмазном бурении до заполнения керноприемника керном. После прекращения бурения внутрь колонны опускается на тонком стальном канате специальный ловитель (овершот) для подъема керноприемника. Весь буровой снаряд поднимается из скважины только для замены изношенной алмазной коронки.

Бурение снарядами ССК и КССК имеет следующие преимущества по сравнению с обычным колонковым способом бурения с применением одинарной колонковой трубы:

- выход керна повышается с 40 ÷ 60 % до 90 ÷ 100 % благодаря применению двойных колонковых труб "особой " специальной конструкции; производительность бурения возрастает за счет высокой частоты вращения сбалансированной колонны бурильных труб и снижения затрат времени на спуско-подъемные операции.

На рис.17 приведены колонковые снаряды со съемными керноприемниками для применения преимущественно в скальных породах от V до X категории буримости:

а - общий вид ССК конструкции ВИТР; б - ловитель керноприемника;

1 - релитовый переходник; 2 - головка подшипникового узла; 3 - возвратная втулка; 4 - пружина: 5 - стопоры; 6 - переходник наружной колонковой трубы; 7 -подшипниковый узел; 8 - опорное кольцо; 9 - вал; 10 - контргайка: 11 - резиновые манжеты; 12 - резиновое кольцо; 13 - направляющая втулка; 14 - опорный шарикоподшипник; 15 - пружина; 16 - наружная колонковая труба; 17 - керноприемник; 18 - стабилизатор; 19 - упорное кольцо; 20 - кернорвательное кольцо; 21 -корпус кернорвателя; 22 - алмазная коронка; 23 - захваты головки 2; 24 - патрубок, бросаемый с поверхности по канату для освобождения ловителя; 25 - стальной канат;

в-керноприемный снаряд конструкции СКБ НПО «Геотехника»: 1 - головка; 2 - гильза; 3 – штифт; 4 – центратор; 5 - пружина крученая; 6 - защелка; 7 - переходник; 8 - корпус; 9 - опора; 10 - переходник; 11 - шпиндель; 12 - гайка регулировочная; 13 - манжета; 14 – шайба; 15 - подшипник упорный; 16 - кожух подшипника; 17 - опора подвески; 18 - подшипник; 19 - пружина; 20 - шайба; 21 -подшипник; 22 - кольцо; 23 и 24 - гайки; 25 - масленка; 26 - переходник подвески; 27 - труба приемная; 28 - труба колонковая; 29 - центратор; 30 - расширитель; 31 -кольцо стопорное; 32 - кольцо рвательное; 33 - корпус кернорвателя; 34 - коронка

Рис. 17.

В табл.25 приводятся условия применения комплексов ССК и КССК различных размеров, их параметры и режимы бурения.

Таблица 25

Тип снаряда	КССК - 76	ССК-76	ССК-59	ССК-46
Глубина бурения, м	1200, 2000
Категория по буримости	V- IX	VI-X	VI -X	VI-X
Диаметр коронки, мм: наружный внутренний	76 40	76 46	35,4	46 24
Диаметр бурильных труб, мм наружный внутренний	70 61	70 60,4	55 45,4	33,4
Длина бурильной трубы, мм		1500, 3000, 4500	1500, 3000,	1500, 3000,
Тип соединения	Муфтово-замковое	Труба в трубу
Общая длина колонкового набора, мм		2700, 4200	2450, 3950, 5456	2450, 3850, 5760
Диаметр наружной колонковой трубы, мм
Диаметр кернопри-емной трубы внутренний, мм		48,4		25,6
Полезная длина керноприемника, м		1,7;3,2	1,7; 3,2; 4,7	1,7; 3,2; 4,7
Угол наклона скважины, градус	90-75	90-75	90-75	90-80
Режимы бурения: максимальная частота вращения, об/мин максимальная осевая нагрузка, кН расход промывочной жидкости, л/мин

35-80	35-100	15-60	10-30
Вид промывочной жидкости	Вода, эмульсионные и глинистые растворы	Вода и эмульсионные растворы